RU2206436C2

RU2206436C2 - Machine for contact butt welding of rails

Info

Publication number: RU2206436C2
Application number: RU2001106547A
Authority: RU
Inventors: Сергей Иванович Кучук-Яценко; Валерий Георгиевич Кривенко; Федор Александрович Андриенко; Иван Леонтиевич Лазебный
Original assignee: Инженерный центр сварки давлением НТК "ИЭС им. Е.О. Патона" НАН Украины
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2001-03-11
Publication date: 2003-06-20
Also published as: UA55539C2

Abstract

FIELD: contact butt welding processes and equipment, namely apparatus for contact butt welding of rails. SUBSTANCE: machine has housing in the form of pair of tong clamps; each clamp has two jaws mutually joined by means of articulation joint with use of common axle and joined by means of clamping cylinder through cross piece with system of hinged levers. Device for deburring is mounted on one tong clamp. Machine is provided with hydraulic drive for flashing and upsetting with electromechanical servosystem and with two welding transformers. Each tong clamp includes strut whose lower part is mounted on common axle. Upper part of said strut is rigidly joined with rod of clamping cylinder whose body is rigidly secured to cross piece. EFFECT: improved design, enlarged functional possibilities of machine. 3 dwg

Description

Изобретение относится к контактной стыковой сварке, а именно к устройствам для контактной стыковой сварки рельсов. The invention relates to flash butt welding, and in particular to devices for flash butt welding of rails.

Известна машина для контактной стыковой сварки, содержащая два клещевых зажимных устройства, соединенных между собой с помощью трех штоков, сварочные трансформаторы с токоподводящими зажимными губками и гидроприводы зажатия и перемещения изделий при оплавлении и осадке (А.С. СССР 201561, МКИ⁶: В 23 К 11/04, опубл. в Б.И. 18, 1967).A known machine for flash butt welding, containing two clamp clamp devices interconnected using three rods, welding transformers with current-carrying clamping jaws and hydraulic clamping and moving products during reflow and draft (AS USSR 201561, MKI ⁶ : V 23 To 11/04, published in B.I. 18, 1967).

Недостатками этой машины являются низкая производительность сварочных работ, т. к. она не содержит устройства для снятия грата наплавленного металла (что, в свою очередь, обуславливает необходимость снятия его разнообразными механическими способами), и невозможность производить сварку трамвайных рельсов. The disadvantages of this machine are the low productivity of welding, since it does not contain a device for removing the weld of deposited metal (which, in turn, necessitates removing it by a variety of mechanical methods), and the inability to weld tram rails.

Известна также машина для контактной стыковой сварки рельсов, содержащая корпус, выполненный в виде двух клещевых зажимов, насажанных на общую ось, два сварочных трансформатора, механизм зажатия с гидроприводом и гидропривод осадки, снабженный электромеханической следящей системой (А.С. СССР 201561, МКИ⁶: В 23 К 11/04, опубл. в Б.И. 18, 1967).There is also known a machine for flash butt welding of rails, comprising a housing made in the form of two clamp clamps mounted on a common axis, two welding transformers, a clamping mechanism with a hydraulic drive and a hydraulic draft, equipped with an electromechanical tracking system (AS USSR 201561, MKI ⁶ : In 23K 11/04, published in B.I. 18, 1967).

Недостатками этой машины также являются низкая производительность сварочных работ, т. к. она не содержит устройства для снятия грата, и невозможность производить сварку трамвайных рельсов. The disadvantages of this machine are also the low productivity of welding work, because it does not contain a device for stripping, and the inability to weld tram rails.

Известна также машина для контактной стыковой сварки рельсов, включающая пару клещевых зажимов, каждый из которых состоит из двух щек, соединенных шарнирно и связанных между собой цилиндром зажатия, и устройство для снятия грата, оснащенное верхним резцом, двумя шарнирно связанными с верхним резцом симметричными боковыми резцами, толкатели, установленные на каждой щеке одного из клещевых зажимов, и два рычага, при этом в каждом рычаге выполнен продольный паз, а каждая щека снабжена жестко закрепленным на ней и установленным в пазу рычага пальцем (А.С. СССР 1815070, МКИ⁶: В 23 К 11/00, опубл. в Б.И. 18, 1993).There is also known a machine for flash butt welding of rails, including a pair of clamp clamps, each of which consists of two cheeks connected pivotally and interconnected by a clamping cylinder, and a device for removing burrs equipped with an upper incisor, two symmetrically connected side incisors connected to the upper incisor , pushers installed on each cheek of one of the clamp clamps, and two levers, while each lever has a longitudinal groove, and each cheek is equipped with a rigidly fixed on it and installed in the lever groove finger (A.S. USSR 1815070, MKI ⁶ : 23 K 11/00, published in B.I. 18, 1993).

Указанная машина рассчитана для сварки железнодорожных рельсов и для осуществления сварки трамвайных рельсов потребовалось бы переоборудование основных конструктивных узлов машины, что неоправдано экономически. The specified machine is designed for welding railway rails and for the implementation of welding tram rails would require re-equipment of the main structural components of the machine, which is unjustified economically.

Прототипом предлагаемой машины является устройство для контактной стыковой сварки рельсов, содержащее корпус, выполненный в виде пары клещевых зажимов, каждый из которых состоит из двух щек, соединенных между собой шарнирно общей осью и цилиндром зажатия через траверсу с системой шарнирных рычагов, и устройство для снятия грата, установленного на одном из клещевых зажимов, гидропривод оплавления и осадки с электромеханической следящей системой и два сварочных трансформатора (А.С. СССР 959948, МКИ⁶: В 23 К 11/04, опубл. в Б.И. 35, 1982).The prototype of the proposed machine is a device for flash butt welding of rails, comprising a housing made in the form of a pair of clamp clamps, each of which consists of two cheeks interconnected by a common axis and a clamping cylinder through a traverse with a system of articulated levers, and a device for removing burrs installed on one of the clamp clamps, a hydraulic flashing and precipitation drive with an electromechanical follow-up system and two welding transformers (AS USSR 959948, MKI ⁶ : 23K 11/04, published in B.I. 35, 1982).

Недостаток этого устройства заключается в ограниченности сферы его применения, выражающейся в использовании его только для сварки железнодорожных рельсов. The disadvantage of this device is the limited scope of its application, expressed in its use only for welding of railway rails.

Возможности раскрытия клещевых зажимов устройства строго ограничены, что не позволяет осуществлять сварку, например, трамвайных рельсов, которые имеют специфическую конструктивную особенность, которая отличает их от других рельсов: ширина их головки существенно превышает ширину головки железнодорожных рельсов из-за наличия в ней желоба. Клещевые зажимы данной машины не обеспечивают требуемое для таких рельсов раскрытие, большее по сравнению с тем, что имеет место при сварке железнодорожных рельсов. В случае увеличения хода штоков цилиндров зажатия для более широкого раскрытия зажимов машины существенно увеличились бы ее габариты и вес. Это затруднило бы ее использование в условиях железнодорожного пути. The possibilities for opening the clamp clamps of the device are strictly limited, which does not allow welding, for example, of tram rails, which have a specific design feature that distinguishes them from other rails: the width of their head significantly exceeds the width of the head of the rail rails due to the presence of a gutter in it. The clamp clamps of this machine do not provide the disclosure required for such rails, which is greater than that which occurs when welding railway rails. In the event of an increase in the travel of the rods of the clamping cylinders, for a wider opening of the machine clamps, its dimensions and weight would increase substantially. This would make it difficult to use in a railway.

В основу изобретения поставлена задача расширения функциональных возможностей машины для контактной стыковой сварки рельсов путем усовершенствования конструктивного исполнения клещевых зажимов, а именно оснащение их стойкой и жесткой связью между корпусом цилиндра зажатия и траверсой, что обуславливает увеличение хода штоков цилиндра зажатия, которое приводит к увеличению раскрытия клещевых зажимов и применению машины для сварки рельсов разного сортамента. The basis of the invention is the task of expanding the functionality of the machine for flash butt welding of rails by improving the design of the clamp clamps, namely, equipping them with a stable and rigid connection between the clamp cylinder body and the traverse, which leads to an increase in the stroke of the clamp cylinder rods, which leads to an increase in the opening of the clamp clamps and the use of machines for welding rails of different grades.

Поставленная задача достигается за счет того, что в машине для контактной стыковой сварки рельсов, которая содержит корпус, выполненный в виде пары клещевых зажимов, каждый из которых состоит из двух щек, соединенных между собой шарнирно общей осью и цилиндром зажатия через траверсу с системой шарнирных рычагов, устройство для снятия грата, установленное на одном из клещевых зажимов, гидропривод оплавления и осадки с электромеханической следящей системой и два сварочных трансформатора, согласно изобретению каждый клещевой зажим содержит стойку, установленную своей нижней частью на общей оси, а верхней частью стойка жестко связана со штоком цилиндра зажатия, корпус которого жестко закреплен на траверсе. The problem is achieved due to the fact that in the machine for flash butt welding of rails, which contains a housing made in the form of a pair of clamp clamps, each of which consists of two cheeks, interconnected by a common axis and a clamping cylinder through a traverse with a system of articulated levers , a device for removing burr mounted on one of the clamp clamps, a hydraulic flashing and precipitation drive with an electromechanical follow-up system and two welding transformers, according to the invention, each clamp clamp contains m rack mounted its lower part on a common axis, and an upper rack part is rigidly connected to the rod clamping cylinder, whose body is rigidly secured to the traverse.

Указанный выше технический результат, полученный при осуществлении изобретения, обоснован возможностью увеличения хода цилиндра зажатия, которое, в свою очередь, есть результат жесткого закрепления корпуса цилиндра зажатия на траверсе машины. В отличие от крепления корпуса цилиндра зажатия непосредственно на общей оси, что имеет место в известной машине для контактной сварки, характер крепления, предусмотренный предложенный изобретением, обусловлен наличием в конструкции машины стойки, позволяет благодаря увеличению хода цилиндра зажатия значительно увеличить раскрытие клещевых зажимов и обеспечивает возможность сварки любых рельсов. The above technical result obtained by carrying out the invention is justified by the possibility of increasing the stroke of the clamping cylinder, which, in turn, is the result of rigidly securing the body of the clamping cylinder on the traverse of the machine. In contrast to the fastening of the clamping cylinder body directly on the common axis, which takes place in the known resistance welding machine, the nature of the fastening provided by the invention is determined by the presence of a rack in the machine structure, which allows, due to the increase in the stroke of the clamping cylinder, significantly increasing the opening of the clamp clamps and makes it possible welding of any rails.

Снабжение каждого клещевого зажима машины стойкой, установленной своей нижней частью на общей оси, и жесткое соединение верхней части стойки со штоком цилиндра зажатия в соединении с жестким креплением корпуса цилиндра зажатия позволяет значительно расширить сортамент рельсов, которые подлежат сварке, повысить продуктивность контактной стыковой сварки рельсов без необходимости переоснащения машины для сварки конкретного типа рельсов, значительно снизить материальные и трудовые затраты. Providing each clamp clamp of the machine with a stand installed with its lower part on the common axis and rigid connection of the upper part of the rack with the clamp cylinder rod in combination with the rigid fastening of the clamp cylinder body can significantly expand the assortment of rails to be welded, increase the productivity of flash butt welding of rails without the need to re-equip the machine for welding a specific type of rails, significantly reduce material and labor costs.

Предложенное изобретение объясняют приведенные чертежи, на которых изображено:
фиг. 1 - изображена машина для контактной стыковой сварки рельсов, общий вид,
фиг.2 - сечение А-А на фиг.1,
фиг.3 - клещевой зажим машины в раскрытом положении.The proposed invention is explained by the drawings, which depict:
FIG. 1 - shows a machine for flash butt welding of rails, a General view,
figure 2 - section aa in figure 1,
figure 3 - tick clamp machine in the open position.

Машина содержит корпус 1 (фиг.1), выполненный в виде пары клещевых зажимов 2 и 3, каждый из которых состоит из двух щек 4 и 5 (фиг.2 и 3). Щеки 4 и 5 соединены между собой шарнирно общей осью 6 и цилиндром зажатия 7 через траверсу 8 с системой шарнирных рычагов 9. В клещевом зажиме 3 (фиг.1) установлены два сварочных трансформатора 10, а на клещевом зажиме 2 установлены гидропривод 11 оплавления и осадки с электромеханической следящей системой 12. В зазоре между клещевыми зажимами 2 и 3 на щеках 4 и 5 (фиг.2) клещевого зажима 2 устанавливается устройство для снятия грата 13. The machine comprises a housing 1 (Fig. 1), made in the form of a pair of tick clamps 2 and 3, each of which consists of two cheeks 4 and 5 (Figs. 2 and 3). The cheeks 4 and 5 are interconnected pivotally by a common axis 6 and a clamping cylinder 7 through a traverse 8 with a system of articulated levers 9. Two welding transformers 10 are installed in the clamp clamp 3 (Fig. 1), and a fusion and precipitation hydraulic actuator 11 is installed on the clamp clamp 2 with an electromechanical tracking system 12. In the gap between the clamp clamps 2 and 3 on the cheeks 4 and 5 (figure 2) of the clamp clamp 2 is installed a device for removing burr 13.

Каждый клещевой зажим 2 и 3 содержит стойку 14 (фиг.2 и 3), которая установлена своей нижней частью 15 на общей оси 6, а верхней частью 16 стойка 14 жестко связана со штоком 17 цилиндра зажатия 7. Корпус 18 цилиндра зажатия 7 жестко закреплен на траверсе 8. Свариваемый трамвайный рельс обозачен позицией 19 (фиг.1, 2 и 3). Each clamp clip 2 and 3 contains a stand 14 (FIGS. 2 and 3), which is mounted with its lower part 15 on a common axis 6, and the upper part 16, the stand 14 is rigidly connected to the rod 17 of the clamping cylinder 7. The housing 18 of the clamping cylinder 7 is rigidly fixed on traverse 8. The welded tram rail is indicated at 19 (FIGS. 1, 2, and 3).

Машина работает следующим образом. The machine operates as follows.

При зажатии трамвайного рельса 19 (фиг.3) под действием цилиндра зажатия 7 траверса 8 вместе с корпусом 18 опускается вниз, поворачивая к горизонтальному положению систему шарнирных рычагов 9, которые, в свою очередь, поворачивают щеки 4 и 5 вокруг общей оси 6 клещевых зажимов 2 и 3 (фиг.1) до момента зажатия рельса 19 (фиг.2). При этом усилие цилиндра зажатия 7 через траверсу 8, систему шарнирных рычагов 9 и щеки 4 и 5 прикладывается на рельс 19, а воспринимается усилие цилиндра зажатия 7 через шток 17, верхнюю часть 16, нижнюю часть 15 стойки 14 общей осью 6. Одновременно устройство для снятия грата 13 охватывает рельс 19 по всему периметру. When the tram rail 19 is clamped (Fig. 3) under the action of the clamping cylinder 7, the crosshead 8 together with the housing 18 is lowered, turning to a horizontal position the system of articulated levers 9, which, in turn, rotate the cheeks 4 and 5 around the common axis 6 of the clamp clamps 2 and 3 (FIG. 1) until the rail 19 is clamped (FIG. 2). In this case, the force of the clamping cylinder 7 through the yoke 8, the system of articulated levers 9 and the cheeks 4 and 5 is applied to the rail 19, and the force of the clamping cylinder 7 is perceived through the rod 17, the upper part 16, the lower part 15 of the rack 14 with the common axis 6. At the same time, the device for stripping 13 covers the rail 19 around the perimeter.

После зажатия трамвайных рельсов 19 посредством электромеханической следящей системы 12 и гидропривода 11 оплавления и осадки производят их сварку с использованием сварочных трансформаторов 10 и срезку грата устройством для снятия грата 13. After the tram rails 19 are clamped by means of an electromechanical tracking system 12 and a flash and precipitation hydraulic drive 11, they are welded using welding transformers 10 and the cut of the burr with a burr removal device 13.

После сварки и срезки грата под действием цилиндра зажатия 7 траверса 8 вместе с корпусом 18 поднимается вверх, поворачивая к вертикальному положению шарнирные рычаги 9, освобождает свариваемый рельс 19 от клещевых зажимов 2 и 3. After welding and cutting the burr under the action of the clamping cylinder 7, the crosshead 8 together with the housing 18 rises up, turning the hinged levers 9 to a vertical position, releases the welded rail 19 from the clamp clamps 2 and 3.

Испытания предложенной машины показали, что достигнуто оптимальное раскрытие клещевых зажимов для сварки трамвайных рельсов, стоимость контактной сварки трамвайных рельсов снизилась на 8%, продуктивность сварки повысилась на 20%. При этом обеспечивается высокая работоспособность машины и значительно улучшились ее эксплуатационные характеристики. Tests of the proposed machine showed that the optimum opening of the clamp clamps for welding tram rails was achieved, the cost of contact welding of tram rails decreased by 8%, welding productivity increased by 20%. This ensures high efficiency of the machine and significantly improved its operational characteristics.

Claims

A machine for flash butt welding of rails, comprising a housing made in the form of a pair of clamp clamps, each of which consists of two cheeks interconnected pivotally by a common axis and a clamping cylinder through a traverse with a system of articulated levers, a device for removing burrs mounted on one of clamp clamps, a hydraulic drive of melting and precipitation with an electromechanical tracking system and two welding transformers, characterized in that each clamp clamp contains a stand mounted with its lower part on a common axis, and the upper part of the rack is rigidly connected with the rod of the clamping cylinder, the body of which is rigidly fixed to the traverse.